基于PDEM的台风作用下柱式隔离开关随机可靠性及失效风险分析

为评估柱式隔离开关在台风过程中的结构失效风险,考虑了风场和材料抗力的随机性,建立了隔离开关结构随机可靠性高效求解模型。首先,基于功率谱密度模型,考虑了地面粗糙度、平均风速和分界波数的随机性,给出了台风的随机场模型;其次,利用Abaqus有限元分析软件,建立了隔离开关结构的三维结构力学分析模型。同时,基于概率密度演化(Probability Density Evolution Model, PDEM)理论,给出了结构目标变量的概率密度函数计算方法;最后,采用Matlab-Abaqus进行联合模拟分析计算,实现了隔离开关结构可靠性的高效求解。结果表明,隔离开关绝缘支柱底部的极限应力为结构控制参数,风场和材料抗力的随机性对结构易损性曲线影响显著,设计过程中应控制材料抗力层次的随机性。     

基于Workbench的风机叶轮有限元分析

利用Creo2.0软件建立农用型离心风机叶轮模型,并同时用传统理论计算强度和用Workbench有限元分析软件对叶轮进行应力分析,对比表明,二者均得到了叶轮应力和应变符合设计要求的结论,从而验证了有限元分析的合理性,并为进一步优化叶轮结构提供了参考依据。     

离心通风机叶轮应力与振动分析

针对离心通风机叶轮实际工作中存在断裂现象,采用了有限元理论对通风机叶轮进行了应力与振动分析。首先将建立的通风机叶轮模型在ANSYS Workbench中进行静力学分析,得到叶轮的应力应变分布情况,根据应力分析结果校核其强度是否满足要求。然后进行振动模态分析,得到叶轮前6阶固有频率和振型;把前6阶固有频率换算为对应的转速并和叶轮的实际转速相比,使叶轮的运转速度远离临界速度,避免叶轮因共振对通风机结构的破坏。     

线性混合强化三维宏微观双尺度弹塑性模型及分析

宏微观双尺度弹塑性模型通过宏微观联系因子获得微观尺度上的塑性应变,它是探讨高周疲劳损伤累积及其破坏机理的有效理论方法。基于双尺度弹塑性模型基本理论,研究了宏观载荷作用下具有塑性强化机制的微观应力应变演变规律,编写程序算法实现了比例混合塑性强化微观应力应变滞回曲线的求解。利用有限元软件Abaqus建立了三维实体模型,通过弹塑性分析获得相应的应力应变及其等效应力应变滞回曲线。对比有限元与本文算法结果,验证并校核了双尺度模型算法的有效性。     

5400型传动轴组件有限元分析

利用有限元法首次对5400型传动轴组件进行了强度分析。运用非线性分析软件Abaqus建立了结构的有限元模型,通过分析计算获得了在最大传递扭矩工况下各构件的应力水平与分布,计算结果对传动轴组件结构的改进设计提供了参考。     

S31型罗茨鼓风机叶轮热变形分析及优化设计

针对S31型罗茨鼓风机叶轮受温度影响发生变形的问题,结合虚拟样机技术、有限元分析技术和热应力学理论,使用SolidWorks建立S31型罗茨鼓风机叶轮的虚拟样机模型,通过SolidWorks与ANSYS Workbench的无缝链接,建立叶轮有限元模型,基于有限元理论对叶轮进行热一结构耦合分析,得到叶轮的温度场分布和热变形。在热分析的基础上,为得到最小的叶轮最大变形量,通过改变叶轮内径尺寸,采用迭代法进行优化,为S31型罗茨鼓风机叶轮的设计提供有用的理论依据。     

矿用单轨吊车运输系统优化设计与应用

在CREO软件中建立单轨吊车三维模型，导入ADAMS软件中进行动力学分析，以获得单轨吊车运输系统各连接点的载荷数据作为有限元分析的输入，建立有限元模型，通过Abaqus软件计算轨道在静止工况和驱动工况下的受力情况，绘制应力云图并进行分析。结果表明，静止工况和驱动工况下最大应力部位都集中在轨道与起吊承载梁相连接的移动承载小车处。针对轨道薄弱环节提出单轨吊车运输系统结构优化设计及单轨吊车运输优化方案，经验证模型方案中轨道安全系数符合梁安全系数要求。     

透平膨胀机叶轮耦合应力的强度有限元分析

根据透平膨胀机的工作原理,基于有限元分析理论,对透平膨胀机的主要部件叶轮进行了结构、温差和气动力耦合作用的强度分析,采用三维实体建模的方法,以叶轮的实际工况为输入条件,通过ANSYS有限元分析软件计算得到了离心力、温差应力和气动力共同作用下的叶轮应力应变分布状况,并对叶轮的安全性进行了校核分析。计算结果表明,气动力载荷使得离心力、温差应力作用时产生的应力应变有减小的趋势。所以,同时考虑离心力、温差应力及气动力耦合作用的叶轮应力应变值更符合叶轮的实际情况。     

车载式应急桥梁的强度分析和优化

以某公司的一种车载式应急桥梁为对象,基于有限元方法,采用Abaqus和Hypermesh进行联合仿真。首先建立了桥梁的三维模型并合理简化,转换为有限元模型;其次通过特定工况下的静力分析,计算桥体上的最大等效应力和变形,进行了强度校核;最后对桥梁结构进行了拓扑优化,在保证强度条件下减少桥体体积的15%。分析结果表明应急桥体强度满足要求,实现了结构的轻量化。     

基于SolidWorks的鼓风机叶轮有限元分析

现采用SolidWorks软件对某鼓风机叶轮建立三维模型,并利用SimulationXpress模块直接对叶轮零件进行有限元分析,求出在工作转速下叶轮的应力、变形情况,以及考虑刚化效应对叶轮模态振型的影响,求得叶轮的各阶固有频率和振型,并计算出各阶的临界转速.其分析结果有利于叶轮的结构优化设计与性能改进.     

裂解气压缩机T4叶轮的可靠性灵敏度

以百万吨装置用压缩机T 4叶轮作为研究对象,基于有限元软件建立了叶轮的参数化有限元三维模型。选择几个关键几何尺寸作为随机变量,结合人工神经网络技术、随机摄动技术、矩阵微分理论和可靠性理论,以叶轮所受的最大应力不超过材料屈服强度为准则,建立了裂解气压缩机T 4叶轮的可靠性分析模型,并进行了可靠性灵敏度分析。在对各个参数进行无量纲化后,得到各参数对可靠度的灵敏度排序,为工程实际中叶轮的设计提供了理论依据。     

起重机箱形梁贯穿裂纹尖端前沿形状简化研究

以36t集装箱门式起重机箱形梁为研究对象,针对结构的疲劳裂纹,利用有限元分析软件Abaqus建立了起重机箱形梁的整体有限元模型和裂纹子模型,采用相互作用积分法分别求解了下盖板和腹板上实际斜裂纹以及相应简化等长裂纹的应力强度因子K_I,研究了起重机箱形梁贯穿裂纹尖端前沿形状简化的合理性。通过对比分析计算结果,发现简化等长裂纹尖端的最大应力强度因子K_I,总是大于实际斜裂纹尖端的应力强度因子值,说明将实际斜裂纹简化成等长裂纹是有效可行的。为起重机箱形梁结构进行断裂分析提供了依据。     

自卸车后桥壳有限元应力计算

通过建立后桥壳有限元力学计算模型，确定了计算中的边界约束条件，并对原模型、加筋模型两种有限元模型七种工况的所有结点进行了应力分析与比较。应力计算结果为该车的改进设计和结构优化提供了理论依据。     

液力偶合器叶轮强度分析及试验验证

通过分析给出了液力偶合器叶轮载荷的数学模型,并利用该载荷模型对某型液力偶合器叶轮进行整体有限元强度分析,建立了该型号偶合器叶轮强度测试试验台,采用应变片对泵轮叶片指定位置强度进行测试。结果表明,利用理论分析建立的载荷模型对叶片进行有限元分析的结果与叶片实际测试结果较吻合,为该系列产品的设计与强度分析提供了依据。     

含冲击凹坑缺陷的ZM6材料疲劳试验与寿命预估方法研究

制备了ZM6镁合金材料的光滑试样、缺口试样以及含冲击凹坑缺陷的试验件,并对这些试验件进行了疲劳试验测试,获得了含冲击缺陷时不同应力水平下试验件的疲劳寿命.基于连续损伤力学理论,在高周疲劳损伤演化模型的基础上,提出了一种新的多轴疲劳的损伤演化模型,用于描述凹坑局部材料的疲劳损伤.采用Abaqus软件对凹坑缺陷的形成过程进行模拟,得到了凹坑缺陷的几何形状和局部的残余应力应变场.通过Abaqus子程序Usdfld将材料本构和损伤演化进行耦合,从而实现含凹坑缺陷结构件疲劳寿命的计算.结果 显示,预测的中值寿命结果与试验中值寿命结果一致,误差在两倍误差带内,符合工程使用的要求.     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

大型离心通风机叶轮的三维应力计算

利用三维有限元方法,对大型风机叶轮进行了强度的计算和分析,针对复杂形状叶片－机翼型叶片的特点,对具有复杂叶片叶轮模型建立的方法进行了探讨,并对分析了整个叶轮的应力分布,在强度方面为叶轮的设计提供理论依据,以达到改进实际叶轮结构的目的。     

基于Abaqus的摩托车车架耐久性分析与优化

针对某摩托车车架在耐久性试验中断裂的问题,对某摩托车车架在三种工况下进行有限元分析和耐久性考核。对某两轮踏板型摩托车车架,使用ANSA软件进行模型简化与网格划分,在Abaqus软件中对行业标准中前轮水平、后轮垂直、副乘座垂直三种加载工况进行有限元模型构建,对三种工况下的应力值和应力幅进行有限元分析,根据S-N曲线进行耐久性考核,分析结果提出结构优化方案,并制作样件进行试验验证。研究结果表明：基于Abaqus的摩托车车架有限元分析可有效预测车架在三种加载工况下的应力值与应力幅,结合S-N曲线可预测车架耐久性,说明基于Abaqus与S-N曲线的耐久性分析是可行的,可为摩托车车架的耐久性分析提供参考。     

轴流泵叶轮的结构强度有限元分析

主要根据轴流泵工作原理对轴流泵的主要部件叶轮进行结构强度有限元分析,采用三维实体建模的方法,以叶轮的实际工况为输入条件,通过专业有限元软件计算得出叶轮的应力分布情况,并且计算了安全系数,证明分析结果的准确性,并为叶轮的设计制造提供结构强度依据.     

矿用对旋轴流式主通风机叶轮有限元分析

通过建立有限元分析模型,对叶轮的主要零部件进行应力、变形分析,据其结果考虑减少应力集中和强度裕量,改进叶轮结构.样机试验表明,叶轮质量减小了26%,降低了风机的噪声和振动,改善了配套电机轴承的受力状况,提高了使用寿命.该分析方法在同类产品中有应用的可能性.